[实用新型]一种双波长气溶胶粒子散射光传感结构

说明书

本实用新型涉及双波长气溶胶粒子散射光传感结构，属于消防报警技术领域。该传感结构包括具有气流引导结构的光学暗室，光学暗室中装有光电接收管及光学轴线分别与光电接收管成95‑170°和10‑90°夹角的短波长和长波长激光发生器；短、长波长激光器的波长范围分别为280‑690nm和750‑1500nm；短、长波长激光器的光学路径旁侧设有若干间隔分布的遮光挡板；短、长波长激光器的光学路径对应的光学暗室内壁分别设有反射板。在激光器的出口采用光阑以减小发散角和约束激光光束。本实用新型能量密度大、定向发光、聚光效果好，设置光阑、遮光和反射结构可有效降低背景光，达到及时检测热解粒子和火灾烟雾气溶胶的目的。

技术领域

本实用新型涉及一种散射光传感结构，尤其是一种双波长气溶胶粒子散射光传感结构，属于消防报警技术领域。

背景技术

研究表明，火灾发生是由于可燃物受热或发热产生热解进而失控所致，而在热解初期都会产生热解粒子，如能及时检测到热解粒子，则可以比烟雾探测更早发现火灾隐患，但仅检测粒子浓度有可能受环境粒子干扰影响而产生误报警。

采用双波长散射光原理的烟雾探测方法不仅可以测量粒子质量（体积）浓度，而且可以获得平均粒径以区分火灾与干扰气溶胶。专利号为ZL201410748629.4的中国专利公开了采用双波长散射光信号获得粒子平均粒径的具体技术方案，而专利号为ZL201420770944.2的中国专利则给出了测量烟雾双波长散射光的光学暗室结构。由于火灾早期热解粒子浓度比烟雾浓度低得多，为检测出热解粒子的散射光信号需要增加入射光功率，但两个不同波长的光源受空间角度约束，且光学暗室空间有限，入射光很容易被暗室内壁反射回到测量区形成背景光，结果造成光电接收器件在背景光作用下动态范围受限，严重时甚至信号饱和而无法工作。

发明内容

本实用新型的目的是：针对现有烟雾探测难以检测到火灾早期热解粒子的问题，提出使用激光光源的双波长气溶胶粒子散射光传感结构，从而通过合理的结构设置，降低背景光影响，实现热解粒子气溶胶的有效检测。

为达到上述目的，本实用新型双波长气溶胶粒子散射光传感结构的基本技术方案是：包括具有气流引导结构的光学暗室，所述光学暗室中装有光电接收管以及光学轴线分别与光电接收管成95-170°和10-90°夹角的短波长激光发生器和长波长激光发生器；所述短波长激光发生器的波长范围为280-690nm，长波长激光发生器的波长范围为750-1500nm；

所述短波长激光发生器和长波长激光发生器的光学路径旁侧设有若干间隔分布的遮光挡板；所述短波长激光发生器和长波长激光发生器的光学路径对应的光学暗室内壁分别设有反射板。

所述气流引导结构既可以是光学暗室一侧设置进气口、另一侧设置排气口；也可以是光学暗室底面通过通孔与之连通的迷宫腔。

这样建立的双波长气溶胶光学传感结构，不仅可以实现气溶胶粒子散射光信号的采集，且短波长和长波长的激光器作为发光源亮度高、能量密度大，可以满足气溶胶粒子传感对光功率的要求；并且由于激光定向发光、聚光效果好，只要适当设置遮光、反射等具有消光作用的内部结构，即可有效降低背景光，从而可以增强双波长入射光功率，达到有效检测热解粒子气溶胶的目的。

本实用新型进一步的完善是：所述迷宫腔的底面延伸出圆锥凸起，所述圆锥凸起的外围设有辐射状均布呈“J”字形的叶片，相邻叶片相互嵌套，形成径向迂回的迷宫通道。这样可以引导外部气流进入迷宫后经圆锥面进入测量区。

本实用新型更进一步的完善是：所述长波长激光发生器出口安装至少二层光阑。必要时，所述短波长激光发生器出口和/或光电接收管输入口也安装光阑。这样可以适当约束激光发生器的光线、减小发散角，进一步降低背景光影响。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型实施例一的立体结构示意图。